Характеристики формы абразивных частиц
|
Абразивный материал |
Параметры формы частиц | |||
|
|
|
|
kф | |
|
Электрокорунд |
12,94 |
7,73 |
160,65 |
98,6 |
Существует вполне определенное значение нормальной нагрузки РN на абразивное зерно, когда при определенном значении kф и прочностных свойствах материала детали происходит прямое разрушение металла обрабатываемой поверхности. Степень закрепленности абразивных частиц также влияет на прямое разрушение металла, но этот фактор имеет подчиненное значение, оказывая влияние в основном на интенсивность съема металла. Подчиненное значение этого фактора объясняется еще и тем, что при повышении нормальной нагрузки РN на абразивные зерна соответственно повышается и степень их закрепленности с учетом взаимосвязи частиц абразивной массы.
Необходимо учитывать также, что положение абразивных зерен, контактирующих с обрабатываемой поверхностью в уплотненном слое, носит случайный характер. Поэтому сложно провести комплексный анализ всей совокупности частиц, контактирующих с обрабатываемой поверхностью при шпиндельной обработке. В связи с этим рассмотрим механизм диспергирования металла единичным абразивным зерном.
Исследованиями процесса микрорезания, выполненными И. В. Кра-гельским, Е. Н. Масловым, М. М. Тененбаумом, установлено, что при резании абразивной частицей происходят упругое и пластическое оттеснение и срез металла. Исследования Е. Н. Маслова показали, что режущие выступы абразивных зерен всегда округлены и поверхность округления в первом приближении может быть аппроксимирована сферой. При этом вершина зерна также имеет микро- и субмикровыступы, которые выполняют роль самостоятельных режущих элементов. Однако резание микро- и субмикровыступами вершин абразивных зерен при шлифовании, как правило, не учитывалось, так как его доля в общем объеме удаляемого металла пренебрежимо мала, кроме режима «выхаживания».
При относительном перемещении абразивной частицы и обрабатываемой поверхности детали происходят упруго-пластическое деформирование металла и возрастание сил, действующих на зерно. Условие перехода от упругого контакта к пластическому деформированию для твердых тел установлено И. В. Крагельским. В работе показано, что с ростом нормальной нагрузки РN увеличивается глубина внедрения вершины абразивной частицы в поверхность металла и происходит переход к микрорезанию, начало которого можно определить по соотношению hд /ρ (hд – глубина внедрения выступа абразивной частицы при относительном перемещении, когда появляется тангенциальная сила Рz ).
Выполненные нами исследования и данные, приведенные в табл. 17.1, 17.2 и 17.3, показывают, что с уменьшением зернистости шлифовального материала интенсивность съема металла, при прочих равных условиях, должна возрастать. Однако экспериментальными исследованиями установлено, что даже при невысоких контактных давлениях, имеющих место при камерной обработке, предпочтительно использовать крупнозернистый шлифовальный материал. С увеличением зернистости возрастает съем металла и формируется меньшая шероховатость поверхности. Это свидетельствует о превалирующем влиянии на съем металла микро- и субмикровыступов абразивных зерен. Косвенно это подтверждает и большая, по сравнению со шлифованием, длительность цикла обработки, которая, как показали наши исследования, составляет 5…6 мин.
Таблица 17.2